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187-3313-2385锂及其化合物是现代工业不可或缺的材料,在电池、陶瓷、润滑剂等领域有着重要应用。我国锂矿石以锂辉石和锂云母为主,分别分布在四川甲基卡、新疆北部、江西宜春和湖南正冲等地。锂辉石较锂云母来说,含锂品位较高,但由于地形分布,开发利用难度大。而江西宜春拥有我国最大的锂云母矿床,同 时伴生铷和铯等稀有金属元素,具有极高的回收价值。
锂云母为常见含锂矿物,通常与长石、石英、稀有金 属伴生,其结构为单斜晶系,晶体结构骨架是由两层四面体和八面体[AlO6]构成TOT型三层结构。锂云母提锂工艺主要包括酸法、碱法、盐法和生物浸出等。
硫酸法是目前比较成熟的提锂工艺,其原理是一定温度下硫酸能够破坏锂云母层间结构,生成可溶性的硫酸盐,反应如下所示。但锂云母结构牢固,分离提 取困难,常规的酸浸搅拌效率低下,所以目前多采用硫 酸化焙烧、机械活化等方式强化反应过程。
4K(Li1.5Al1.5)[AlSi3O10](OH)2+20H2SO4→2K2SO4+ 3Li2SO4+5Al2(SO4)3+12H4SiO4↓
考虑到碱能破坏锂云母中的 Si-O 键,从而破坏锂云母结构,王丁等在高压反应釜中以高浓度NaOH溶 液浸出锂云母,锂提取率在 98% 以上。碱溶法具有Li浸出率高、不需要脱氟、无氢氟酸腐 蚀设备等优势,且碱性环境有利于后续K, Rb和Cs等分 离提取。但大多反应需要高温高压浸出,对设备安全性 能要求高,且产生的废液多。
锂云母的氯盐焙烧可分为高温(>1000℃)和中温(< 1000℃)两类。高温氯化焙烧是在高于碱金属氯化物的 沸点下焙烧,收集挥发的LiCl可得到较纯的LiCl溶液; 中温则是在低于碱金属氯化物的沸点下焙烧,制得含 LiCl的焙砂,对其水浸得到LiCl溶液,氯化剂一般为 Na, K, Ca的氯化物。
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